本發(fā)明涉及中央空調(diào)或冷水機組制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于調(diào)控中央空調(diào)或冷水機組換熱器內(nèi)部熱對流換熱效率的石墨烯復(fù)合膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
石墨烯是一種單原子層厚度的二維晶體，由碳六元環(huán)在平面上無限重復(fù)而得，是納米碳材料家族中的新成員，其優(yōu)異的電學(xué)性能、熱學(xué)性能、機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性等諸多性能，使得石墨烯在電子、儲能、機械增強等諸多領(lǐng)域有著巨大的潛在應(yīng)用價值。使得石墨烯一經(jīng)問世，就吸引了全世界研究人員的目光。
納米材料由于尺寸效應(yīng)、電子隧穿效應(yīng)、表面效應(yīng)等原因，往往顯示了與本體材料不同的性能，在諸多領(lǐng)域中有著重要的作用。
隨著廣大消費者對室內(nèi)環(huán)境舒適度的要求越來越高，中央空調(diào)或冷水機組在酒店旅店、辦公場所、居民樓等建筑之中應(yīng)用的越來越廣泛。例如，2010年行業(yè)市場規(guī)模達到450億元，2011年進一步擴大，僅上半年市場規(guī)模就達300億元，同比增長達40%以上。然而，中央空調(diào)或冷水機組在給消費者帶來舒適的同時，同時，也消耗著大量的電能。在以火力發(fā)電為主的中國，消耗大量的電能，往往意味消耗大量的煤炭、帶來更多的霧霾。目前，我國正在面臨嚴重的能源挑戰(zhàn)與環(huán)境挑戰(zhàn)，節(jié)能環(huán)保成為我國發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的主旋律，也是“十三五”計劃中要實現(xiàn)的重要目標。
因此，通過種種途徑改善中央空調(diào)或冷水機組的換熱效率，即在實現(xiàn)相同制冷效果的條件下，消耗更少的能源，成為了中央空調(diào)或冷水機組技術(shù)中亟待攻克的問題之一。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于制備一種石墨烯增強節(jié)能復(fù)合膜及其制備方法，該復(fù)合膜綜合利用多種不同功能的納米材料，能有效調(diào)控換熱器內(nèi)部的對流換熱效率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種石墨烯增強節(jié)能復(fù)合膜，其特征在于：所述的復(fù)合膜由下而上依次包括粘結(jié)層、基底層和活性層；所述的粘結(jié)層是由聚丙烯酸類或聚氨酯類粘結(jié)劑組成，用于將復(fù)合膜附著在換熱器表面；所述的基底層為銅箔、鋁箔、塑料薄膜或無紡布的一種，用于負載活性層材料；所述的活性層包括以下重量份的物質(zhì)：40～80份氣相二氧化硅粉末、40～80份滑石粉、5～10份石墨烯、1～20份氧化鋁、1～20份氧化鋅、1～20份氯氧化鉍、10～20份四氧化三鐵和1～5份氧化鉻。
本發(fā)明石墨烯增強節(jié)能復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟：
第一步，粘結(jié)層涂覆：將聚丙烯酸類或聚氨酯類粘結(jié)劑涂覆在基底層底部；
第二步，制備活性粉體混合物：將40～80份氣相二氧化硅粉末、40～80份滑石粉、5～10份石墨烯、1～20份氧化鋁、1～20份氧化鋅、1～20份氯氧化鉍、10～20份四氧化三鐵和1～5份氧化鉻通過混合儀器均勻混合；
第三步，制備活性物質(zhì)環(huán)氧樹脂漆：將100份純樹脂加熱到50～80℃，降低純樹脂的粘度，在劇烈攪拌的下，加入曲拉通5～10份，加入80份第二步制備的活性粉體混合物，和50～100份固化劑，攪拌30～60min，直到混合均勻，然后在真空烘箱中消除產(chǎn)生的泡沫；
第四步，活性層涂覆與固化：將第三步所得復(fù)合漆涂覆在基底層上，進行固化。
作為優(yōu)選的，所述第二步中的石墨烯為化學(xué)轉(zhuǎn)化石墨烯，層數(shù)在10層以下，比表面積在600m2/g以上。
優(yōu)選的，所述第二步中的混合儀器為球磨或V型混合機。
優(yōu)選的，所述第三步中的攪拌方式為機械攪拌，轉(zhuǎn)速為100～2000 rpm。
采用本發(fā)明可以得到如下技術(shù)效果：
改善內(nèi)部微環(huán)境，避免離子的局部濃度過高。本產(chǎn)品中加入了納米磁性顆粒，在換熱器內(nèi)部形成一種微弱的磁場。由于離子都帶有電荷，在運動過程中，會與磁場產(chǎn)生相互作用，導(dǎo)致磁場會影響離子的熱運動，使得雜質(zhì)離子在水中分布的更加均勻，特別是避免了在換熱管壁由于金屬與水的作用導(dǎo)致的局部離子濃度過大的情況。
通過加入不同的紅外反射材料，實現(xiàn)對中央空調(diào)或冷水機組使用中的常見波段的紅外輻射實現(xiàn)阻隔作用。而且納米材料具有極高的比表面積，比塊體材料擁有更多的反射平面，可以實現(xiàn)更高效率的紅外阻隔。
石墨烯獨特的電子學(xué)性能使其可以與不同的納米材料產(chǎn)生協(xié)同作用，大幅改善納米材料各項性能。此外，其超高的比表面積使得只需要加入很少量的石墨烯，就可以實現(xiàn)復(fù)合材料的整體改善。
具體實施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的說明。應(yīng)當理解，此處所描述的實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實施例1
第一步，粘結(jié)層涂覆：將聚丙烯酸類粘結(jié)劑涂覆在銅箔底部。
第二步，制備活性粉體混合物：將45份氣相二氧化硅粉末、75份滑石粉、9份石墨烯、16份氧化鋁、7份氧化鋅、4份氯氧化鉍、11份四氧化三鐵和1份氧化鉻通過球磨均勻混合，石墨烯為化學(xué)轉(zhuǎn)化石墨烯，層數(shù)在10層以下，比表面積在600m2/g以上。
第三步，制備活性物質(zhì)環(huán)氧樹脂漆：將100份純樹脂加熱到55℃，降低純樹脂的粘度，在劇烈攪拌的下，加入曲拉通6份，加入80份第二步制備的活性粉體混合物，和55份固化劑，攪拌35min，直到混合均勻，然后在真空烘箱中消除產(chǎn)生的泡沫；攪拌方式為機械攪拌，轉(zhuǎn)速為300rpm。
第四步，活性層涂覆與固化：將第三步所得復(fù)合漆涂覆在銅箔上，進行固化。
直接將本產(chǎn)品貼敷于中央空調(diào)或冷水機組冷凝器表面，通過測試中央空調(diào)或冷水機組COP值檢測節(jié)能效果。
實施例2
第一步，粘結(jié)層涂覆：將聚丙烯酸類粘結(jié)劑涂覆在鋁箔底部。
第二步，制備活性粉體混合物：將50份氣相二氧化硅粉末、70份滑石粉、8份石墨烯、10份氧化鋁、4份氧化鋅、13份氯氧化鉍、13份四氧化三鐵和2份氧化鉻通過球磨均勻混合，石墨烯為化學(xué)轉(zhuǎn)化石墨烯，層數(shù)在10層以下，比表面積在600m2/g以上。
第三步，制備活性物質(zhì)環(huán)氧樹脂漆：將100份純樹脂加熱到60℃，降低純樹脂的粘度，在劇烈攪拌的下，加入曲拉通7份，加入80份第二步制備的活性粉體混合物，和65份固化劑，攪拌40min，直到混合均勻，然后在真空烘箱中消除產(chǎn)生的泡沫；攪拌方式為機械攪拌，轉(zhuǎn)速為700rpm。
第四步，活性層涂覆與固化：將第三步所得復(fù)合漆涂覆在鋁箔上，進行固化。
直接將本產(chǎn)品貼敷于中央空調(diào)或冷水機組冷凝器表面，通過測試中央空調(diào)或冷水機組COP值檢測節(jié)能效果。
實施例3
第一步，粘結(jié)層涂覆：將聚氨酯類粘結(jié)劑涂覆在塑料薄膜底部。
第二步，制備活性粉體混合物：將65份氣相二氧化硅粉末、60份滑石粉、7份石墨烯、4份氧化鋁、10份氧化鋅、16份氯氧化鉍、15份四氧化三鐵和3份氧化鉻通過V型混合機均勻混合，石墨烯為化學(xué)轉(zhuǎn)化石墨烯，層數(shù)在10層以下，比表面積在600m2/g以上。
第三步，制備活性物質(zhì)環(huán)氧樹脂漆：將100份純樹脂加熱到65℃，降低純樹脂的粘度，在劇烈攪拌的下，加入曲拉通8份，加入80份第二步制備的活性粉體混合物，和75份固化劑，攪拌45 min，直到混合均勻，然后在真空烘箱中消除產(chǎn)生的泡沫；攪拌方式為機械攪拌，轉(zhuǎn)速為1100rpm。
第四步，活性層涂覆與固化：將第三步所得復(fù)合漆涂覆在塑料薄膜上，進行固化。
直接將本產(chǎn)品貼敷于中央空調(diào)或冷水機組冷凝器表面，通過測試中央空調(diào)或冷水機組COP值檢測節(jié)能效果。
實施例4
第一步，粘結(jié)層涂覆：將聚氨酯類粘結(jié)劑涂覆在無紡布底部。
第二步，制備活性粉體混合物：將70份氣相二氧化硅粉末、55份滑石粉、6份石墨烯、7份氧化鋁、13份氧化鋅、10份氯氧化鉍、17份四氧化三鐵和4份氧化鉻通過V型混合機均勻混合，石墨烯為化學(xué)轉(zhuǎn)化石墨烯，層數(shù)在10層以下，比表面積在600m2/g以上。
第三步，制備活性物質(zhì)環(huán)氧樹脂漆：將100份純樹脂加熱到70℃，降低純樹脂的粘度，在劇烈攪拌的下，加入曲拉通9份，加入80份第二步制備的活性粉體混合物，和85份固化劑，攪拌50 min，直到混合均勻，然后在真空烘箱中消除產(chǎn)生的泡沫；攪拌方式為機械攪拌，轉(zhuǎn)速為1500rpm。
第四步，活性層涂覆與固化：將第三步所得復(fù)合漆涂覆在無紡布上，進行固化。
直接將本產(chǎn)品貼敷于中央空調(diào)或冷水機組冷凝器表面，通過測試中央空調(diào)或冷水機組COP值檢測節(jié)能效果。
實施例5
第一步，粘結(jié)層涂覆：將聚氨酯類粘結(jié)劑涂覆在無紡布底部。
第二步，制備活性粉體混合物：將75份氣相二氧化硅粉末、45份滑石粉、5份石墨烯、13份氧化鋁、16份氧化鋅、7份氯氧化鉍、19份四氧化三鐵和5份氧化鉻通過V型混合機均勻混合，石墨烯為化學(xué)轉(zhuǎn)化石墨烯，層數(shù)在10層以下，比表面積在600m2/g以上。
第三步，制備活性物質(zhì)環(huán)氧樹脂漆：將100份純樹脂加熱到75℃，降低純樹脂的粘度，在劇烈攪拌的下，加入曲拉通10份，加入80份第二步制備的活性粉體混合物，和95份固化劑，攪拌55min，直到混合均勻，然后在真空烘箱中消除產(chǎn)生的泡沫；攪拌方式為機械攪拌，轉(zhuǎn)速為1800rpm。
第四步，活性層涂覆與固化：將第三步所得復(fù)合漆涂覆在無紡布上，進行固化。
直接將本產(chǎn)品貼敷于中央空調(diào)或冷水機組冷凝器表面，通過測試中央空調(diào)或冷水機組COP值檢測節(jié)能效果。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、同等替換和改進等，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。